使用 MiVnt图像分析系统进行树木 年轮细胞特征研究的尝试

以芦芽山白杄(Picea meyeri)的树轮样本作为对象,尝试使用MiVnt图像分析系统观测树轮细胞特征.建立了包含树轮宽度、细胞数目、细胞大小、最大细胞大小、最小细胞大小、早材细胞数目、晚材细胞数目在内的7个树轮年表.结果表明,树轮宽度、细胞数目和早材细胞数目年表具有较高的气候信息质量.晚材细胞数目年表与其余年表之间具有负相关关系,表明细胞特征可以体现与树轮宽度不同的气候信息.除晚材细胞数目年表外,其余年表均与生长季气温呈负相关,与降水呈正相关,体现了土壤干旱对树木生长的限制.晚材细胞数目年表与生长季末期的降水显著负相关,体现了生长季末期气候条件对形成层细胞的影响.本文是研究树木生长与气候因子关系的有益补充.     

胡杨径向生长与气候环境响应分析

 胡杨作为内陆干旱荒漠地区树龄较长的阔叶树种,是开展过去气候环境变化研究的宝贵材料.为了探讨胡杨树轮生长指标与气候环境之间的相关关系,本文在综述胡杨树种概况和生长区域气候环境特征的基础上,以新疆艾比湖流域胡杨为研究材料,利用树木年轮气候学分析方法,建立了艾比湖地区181年来的胡杨宽度年表.对宽度年表与精河、蔡家湖气象站的温度、降水序列进行了相关分析,结果表明,树轮宽度指标与冬半年降水呈正相关关系,相关系数最大为0.408,两个气象站中,精河站与年表相关系数高于蔡家湖站.通过与其他学者在该地区的研究成果对比分析,发现艾比湖胡杨树轮宽度指数高低时段与艾比湖湖面变化有很好的一致性,这与艾比湖地区地下水和湖面变化有密切关系,与胡杨生长受地下水变化影响的研究结论一致.     

秦岭鳌山太白红杉径向生长对气候因子的响应

【目的】秦岭是以太白红杉(Larix chinensis)为代表的典型温带针叶林分布区,也是受全球气候变化影响最为显著和敏感的地区之一,为了解该区树木生长对气候变化的敏感性,分析了秦岭鳌山太白红杉径向生长对气候因子的响应。【方法】基于树木年代学方法,利用鳌山高山林线太白红杉树木年轮宽度资料,建立树轮宽度年表,明确影响太白红杉径向生长的关键气候因子。【结果】太白红杉对气候变化反应较为敏感,年表包含较多的气候信息,适用于树轮气候学研究。相关分析表明,太白红杉径向生长与上年6月以及当年2月和6—7月气温呈显著正相关,与上年5月和当年1、6月降水量呈显著负相关。空间分析发现太白红杉树轮宽度年表对于评估采样点周边较大范围地区6月气温变化特征具有很好的空间代表性。【结论】一些大尺度的大气-海洋变化的耦合作用可能对秦岭地区太白红杉的径向生长产生影响。     

Variations of the spring precipitation day numbers reconstructed from tree rings in the Urumqi River drainage,Tianshan Mts. over the last 370 years

The tree-ring cores of Tianshan spruces col-lected from nine sites in the Urumqi River drainage of the middle Tianshan Mountains were used to establish three types of the tree-ring width chronologies over the last 370 years, using the international standard method of dendro-chronology. Our study demonstrates that dendrochronologycan be better used to reconstruct the number of the precipi-tation day than to reconstruct the precipitation amount in middle Tianshan Mountains. It is found that the residual chronology among the three tree-ring width chronologies has the best relationship with number of spring precipitation days from May 20 to June 8. The chronologies at Haxiong-gou B site and Zaierdegou site in the Urumiqi drainage have the highest correlation with the observed number of spring precipitation days at Daxigou meteorological station, and are used to reconstruct the spring precipitation days over the last 370 years in the drainage. The main significant decreasing trend of the number of the spring precipitation days oc-curred during 1665--1717, while the significant increasing trends happened during 1805--1841 and 1914--1943. The reconstructed series of the number of spring precipitation days has quasi-periodic variations of 3.3, 2.1, 2.5, 12.3 and 32.0 years with the dominated short periodical changes. The long cycle of 32 years is shown quite clearly in the 10-year smoothed sequence. The maximum spring precipitation days occurred mainly in the 1630s, 1840s and 1940s, while the lowest number of spring precipitation days for the 10-year average occurred in the 1710s.     

滇西北哈巴雪山不同海拔长苞冷杉径向生长对气候变化的响应

全球气候变化背景下森林生态系统对气候的响应是被广泛关注的科学问题。以滇西北哈巴雪山为研究区,利用不同海拔长苞冷杉树轮宽度资料建立树轮宽度差值年表,并与气候因子进行分析,以揭示影响哈巴雪山不同海拔长苞冷杉径向生长的关键气候因子。结果表明:高海拔长苞冷杉主要受上年11月最高温和当年2月降水影响,低海拔树木主要受当年5月干旱限制,当年10月温度升高促进树木生长;低海拔树木径向生长与气候因子关系相对高海拔更加稳定,气候重建潜力更高。未来气候变化将有利于高海拔树木生长,低海拔树木可能会受到暖干气候的限制出现生长下降。     

新疆树木年轮研究特色

本对40多年来新疆树木年轮研究工作做了简要总结．发现有以下研究特色：1．在年轮水学方面开启了我国利用树木年轮重建河流径流量和河流径流深度场研究的先河；2．在年轮气候学方面，主要是利用树木年轮重建空间上大尺度的气候要素变化，开创我国沙漠地区树木年轮研究工作，利用树木年轮重建某地区单旬降水和山区降水日数，研究了雪与树木年轮的关系以及冰期与降水的关系，创立大样本、多年表、面控制的采轮布局策略等；3．在年轮与环境方面利用树木年轮做春小麦气候产量预报，建立了树木年轮与大气环流因子的关系等。     

Tree-ring based PDSI reconstruction since AD 1842 in the Ortindag Sand Land, east Inner Mongolia

epartment of Wood Science, University of Hamburg, Hamburg D-21031, GermanyBased on three Chinese pine (Pinus tabulaeformis Carr.) and one Meyer spruce (Picea meyeri Rehd. et Wils.) ring-width chronologies, a 163-year drought history was reconstructed in the eastern Ortindag Sand Land. All tree-ring chronologies show large inter-annual variations and strong common signals and fairly consistent variation between different chronologies, indicating that they are excellent proxy of regional climate. A regional chronology (RC) was established by averaging the four standard chronologies and further employed for the analysis and climatic reconstruction. The analysis revealed that tree growth is primarily limited by low precipitation in February-March and June-July and high temperature in May-July. In addition, RC has high correlations with the monthly Palmer drought severity index (PDSI) prior to and during the growing season because the PDSI considers the accumulation of the droughts. Response function analysis revealed that RC only exhibits significant correlations with the PDSI in June and July (close to the 95% significance level in May). Because May―July is a critical period for tree growth, the average May-July PDSI (PDSI5-7) was reconstructed back to 1842 using RC in the Ortindag Sand Land. The reconstruction can explain 52% of the PDSI variance and the equation was rather stable over time. It agrees well with the variation of the average dryness/wetness indices in North China,and captures the decline process of the East Asian summer monsoon since the mid-1960s. It is worth noting that the Ortindag Sand Land has experienced the most severe drought in the recent 40 years based on the 163-year drought reconstruction. Like summer precipitation in North China the reconstructed PDSI5-7 also displays a 20-year oscillation.     

Fluctuation of Picea timberline and paleo-environment on the northern slope of Tianshan Mountains during the late Holocene

The fluctuation of alpine timberline, which can serve as a good indicator for Holocene climate, is the syn-thetically effective results of many environmental fac-tors during geological and historical periods and mod-ern times. In recent years, researches …     

考虑局部归一化高度的双分支语义分割网络

归一化数字表面模型是表征地物高度、辅助遥感影像分类的重要特征,但是其片状、精度不稳定的特性制约了分类精度的提升.针对这个问题,该文提出了一种考虑局部归一化高度的双分支输入语义分割网络,一方面设计了一种双分支输入结构,分别提取地物的光谱特征和几何特征,并通过跳跃连接进行特征融合以充分学习地物多模态信息;另一方面提出了一种新的地物高度表征方法,结合深度神经网络受GPU显存限制只能处理较小区域影像的特点,在输入的数字表面模型局部区域内计算高度特征.最后通过在ISPRS标准数据集上对三种网络框架进行对比试验,证明了相较于仅使用光谱影像,该文方法总体精度提升了4.5%～4.7%,比使用归一化表面模型作为高度特征的分类方法具有更高的分类精度、计算效率和自动化程度.     

伏牛山华山松径向生长对气候变化的响应

利用伏牛山的华山松树芯样本,建立了树轮宽度指数年表.运用响应函数方法,研究了华山松径向生长与气候变化的关系.结果表明,华山松的生长对环境变化相当敏感,当年3月份的温度和5、6月份的降水都与华山松的生长显著正相关.这说明在伏牛山地区,生长季降水是影响华山松生长的主要因子.     

呼伦贝尔沙地不同树龄樟子松对气候的响应

【目的】对呼伦贝尔沙地不同树龄樟子松年表的特点及其径向生长与气候因子的关系进行探讨,分析不同树龄樟子松对气候响应的差异性,为该地区沙地樟子松的年轮气候学和不同树龄组沙地樟子松的经营管理提供一定的理论依据。【方法】采用COFECHA、ARSTAN程序建立标准年表,利用呼伦贝尔沙地两个样地的樟子松(Pinus sylvestris var. mongolica)样芯,划分成3个不同树龄组,运用DendroClim2002进行标准年表与气候因子响应分析。【结果】从不同树龄组的年表统计特征值发现,平均敏感度(MS)相差不大,都含有较高的气候信号。不同树龄组的一阶自相关(AC₁)是逐渐递增的,不同树龄组的信噪比(SNR)和样本代表性(EPS)都以中龄组最高,老龄组最低。从响应分析的结果来看,低龄组对气温的敏感性最高,老龄组对降水的敏感性最强。中龄组受前一年6月、7月的降水和最低气温共同影响显著,与6月的平均气温也呈显著负响应,同时与前一年12月的降水呈显著负响应。【结论】呼伦贝尔沙地不同树龄组樟子松的径向生长受气候条件的响应不尽相同,老龄组树木的生长对前一年12月的降水最为敏感,达到响应系数的最高值,低龄组和中龄组的生长都出现了与6月气温之间的负响应关系,这些是否与全球变暖、大兴安岭地区气候暖干化趋势加强有关,还需要进一步的研究。     

Reconstructing mean maximum temperature of growing season from the maximum density of the Schrenk Spruce in Yili, Xinjiang, China

To study the historical temperature variation in Yili of Xinjiang, the tree-ring chronologies of maximum density （MXD） and tree-ring width （TRW） were established with the Schrenk Spruce （Picea schrenkiana Fisch. et Mey） collected from six sites to analyze the characteristics and ability of response to climate change. The results suggest that the MXD chronology of the Schrenk Spruce from different sampling sites responded to climate change well and were positively correlated with the mean maximum temperature and the mean temperature from April to August in the study area. The mean maximum temperature anomaly from April to August, spanning the years from 1848 to 2000, was reconstructed by three MXD chronologies which were selected by stepwise regression. The reconstructed function was stable and explained 56.2% of the variance. The reconstructed results indicated a cold span of 153 years in spring and summer from the beginning of the 1950s to the beginning of the 1970s in the Yili valley. No strongly increasing tendency was detected in the mean maximum temperature anomaly from April to August during this reconstructed period.     

近50年新疆天山山区主要气候要素变化

利用天山山区具有较好代表性的10个气象台站1960-2009年的历史气候资料,运用线性倾向估计对天山山区近50年来气候变化的主要特征进行了分析。结果表明:近50年来,天山山区能量供给因子中的最高、最低、平均温度温度均呈明显的上升趋势,而日照时数、温度日较差呈明显的下降趋势,云量的变化趋势不明显。空气动力因子风速的下降趋势显著;湿度因子中空气相对湿度略有下降趋势,而水汽压、降水量略有上升趋势。受此影响,近50年天山山区气候总体趋于干向湿发展的趋势,气候朝暖湿方向变化。     

基于改进型B-P神经网络的西天山云杉林生物量估算

以西天山云杉林为例,在实地调查的基础上,以NDVI等七个植被指数和TM/ETM数据主成分变换后的前5个主成分为自变量,应用B-P人工神经网络技术,建立了西天山尼勒克林区遥感影像数据与云杉林生物量实地数据之间的神经网络模型.通过训练和仿真,与实地数据进行比较,结果表明,云杉林生物量估算值与实际值之间的平均相对误差为8.2...     

Reconstructing mean maximum temperatures of May-August from tree-ring maximum density in North Da Hinggan Mountains, China

Tree-ring samples from Dahurian Larch (Larix gmelinii (Rupr.) Rupr.) were collected at three sites in the northern Da Hinggan Mountains. Using samples measured by X-ray densitometry, measurements of tree-ring maximum latewood density chronologies of two sites were found to be significantly correlated with summer temperature. These two sites’ tree-ring series were combined to form a single standard regional chronology. This was used to reconstruct the May-August monthly mean maximum temperature for the period 1855-2008 AD, and it explained 39.5% of the total temperature variance. In the past 154 years, there were 4 cold periods (1874-1893, 1927-1948, 1951-1960 and 1992-2002) and 4 warm periods (1855-1873, 1894-1916, 1961-1991 and 2003-2008). The summer temperature rose more obviously than that of winter in this region. Having been validated by other temperature reconstructions from the surrounding area, the reconstruction could indicate the summer temperature changes of large-scale regions.     

木札岭华山松树轮宽度年表的建立及其气候响应

研究秦岭东部地区树轮对气候因子的响应,为该区域森林资源管理及抚育更新提供数据,并为气候重建提供参考。     

树木年轮稳定碳同位素与气候变化的关系研究进展

树木的生长与立地环境密切相关并受气候变化的影响,树木年轮稳定碳同位素作为反映气 候与环境变化的一个重要参数,已被广大生态学家所重视并应用.综述了树木年轮稳定碳同位素的 测定方法,δ13C与CO2浓度、降水、温度、光照时间等气候因子的关系及其在古气候重建研究中的 应用,并针对该研究今后的发展方向提出了几点建议,为我国树木年轮稳定碳同位素研究的进一步 发展可提供理论参考.     

青海省互助县北山森林公园树轮宽度特征的气候因子分析

使用SPSS统计学软件和EXCEL的数据处理功能对青海互助北山国家森林公园云杉树轮数据进行统计学及树轮气候学分析,计算树轮宽度年表的主要特征参数,分析当地树木年轮序列对气候响应的敏感性,从中提取影响树木生长的气候信息,获取该地区近30年的气候因子分布规律,结果显示:北山国家森林公园的云彬树木年轮序列包含有较多的气候信息,气候因子是树木生长的限制因子;通过因子分析可知,近十年来的降雨量相对较少,气温增高导致蒸发量加大,该地区的树木的生长量有所减少.     

气候变暖对黑龙江省五大连池兴安落叶松径向生长的影响

【目的】龙门石寨熔岩台地是五大连池火山群演替顶极群落兴安落叶松天然林的主要分布地。探讨近51年(1968—2018年)龙门石寨兴安落叶松树木径向生长对气候变暖的响应特征,进而为了解气候变暖背景下五大连池火山群植被演替趋势提供科学依据。【方法】采用Mann-Kendall检验方法确定研究区近51年气温变化的趋势和可能发生气温突变的年份,运用树轮气候学方法分析1968—1981年和1982—2018年两个时间段兴安落叶松径向生长对气候变化的响应特征。【结果】五大连池近44年(1975—2018年)平均气温呈增加趋势,且1981年为研究区年均气温升高的突变点。气候变暖后兴安落叶松年轮指数和胸高断面积增量都下降,年轮指数呈上升的趋势,而胸高断面积增量处于下降趋势,但均不显著。树木径向生长对于气温升高的响应出现了“分离效应”。水热条件共同控制兴安落叶松树木生长,但气温是径向生长的主要影响因子,气候变暖显著改变了兴安落叶松径向生长与气候因子的响应模式,树木径向生长对年平均气温、年平均最低气温和寒冷指数的响应敏感性显著增强。研究期上一年11月的降水以及当年2、3月和生长季前(4—5月)的平均最低气温是决定兴安落叶松年轮宽度的主要因素。【结论】1981年后五大连池气候显著变暖,气候变暖未显著改变兴安落叶松的径向生长,升温造成的干旱胁迫可能是树木径向生长对气温变化响应的“分离效应”及气候变暖后树木径向生长与气候因子的响应显著改变的重要原因。     

天山北麓500年来环境演变及其对人类活动的影响

文章在分析前人研究成果的基础上,总结归纳出天山北麓500年来温度、湿度以及温湿组合演变的基本规律,500年来天山北麓地区的环境演变大致经历了三个冷暖期以及四个湿润期和三个干旱期的交替,主要以冷湿、暖干的气候类型交替出现.在此基础上,笔者探讨了气候变化对干旱地区绿洲生态系统的稳定、灌溉农业的发展,水资源和环境以及灾害及其防治等方面的影响,认为气候变化有利于该地区水资源的利用,但也给部分地区带来了比较严重的洪涝灾害.